[实用新型]双级料腿循环床垃圾焚烧锅炉

说明书

本实用新型属于能源利用和环境保护设备，特别涉及双级料腿循环床垃圾焚烧锅炉。

随着我国经济的快速发展，垃圾的数量也在迅速增加，如果垃圾处理不当，将会对环境产生极大的污染。由于垃圾中存在着大量的有机成分，利用垃圾作为替代能源既能处理废料又能产生能量。焚烧法是处理垃圾获得能源的有效方式，然而由于垃圾具有成分复杂，灰份高等特性。因此焚烧炉设计是实施这一技术的关键。

目前的垃圾焚烧炉主要为固定炉排燃烧方式和流态化燃烧方式。固定炉排燃烧方式的主要问题为燃烧稳定性差，常常需要辅助燃料如重油来稳定燃烧。由于垃圾中含有废塑料制品、废橡胶制品、有机生物体，焚烧后将产生HCl、Cl₂等气体，对锅炉受热面将产生高温氯腐蚀，如张鹤声，简瑞民，在《能源技术》期刊上“垃圾焚烧锅炉受热面管壁金属的高温腐蚀”(1994，(4)，24-28)一文所讲的，这些腐蚀性气体对受热面金属管壁造成的危害是致命的。在实际生活中这种危害时有发生，如深圳市环卫综合处理厂由日本三菱公司引进的两台发电垃圾.焚烧炉，在投运100天就遭到严重的高温腐蚀，被迫停运。因此，目前只能降低参数运行，使其发电效率被迫降低。此外，剧毒有机污染物(二噁碤，dioxin)和重金属(Hg，Cd，Pb等)污染物的排放等二次污染也是垃圾焚烧过程中亟待解决的问题。流化床燃烧技术具有燃料适应能力强，以及低SO_x，NO_x排放的特点，目前流化床技术已成功而广泛地应用于煤燃烧过程，然而，流化床技术焚烧垃圾还没有得到大规模的应用，许多问题如提高燃烧效率，降低污染物的排放量，减少腐蚀等问题亟待解决。目前采用的流化床垃圾焚烧技术主要为直接将固体垃圾加入鼓泡流化床或循环流化床中燃烧，如“燃用固体废弃物的快装流化床焚烧炉”(中国专利申请号97218051)，和“循环流化床垃圾焚烧炉”(中国专利申请号96222966)所介绍的垃圾处理方法，但这种直接燃烧方式仍未解决高温氯腐蚀和污染物的排放问题，虽然有专利提到利用石灰石就地脱氯化氢解决腐蚀问题，但最近的研究结果表明在燃烧温度下，加石灰脱氯的效果很差。

由于氯化氢是二噁碤的先驱物，因此高温氯腐蚀和二噁碤的排放这两个问题来源于垃圾中存在的氯组分。故而有效的脱氯是解决垃圾焚烧过程中高温氯腐蚀和二噁碤排放的关键。

本实用新型的目的在于提供一种双级料腿循环床垃圾焚烧锅炉，利用其新型循环流化床技术高效、洁净地焚烧城市垃圾，使其化学能转换为热能和电能以解决垃圾的弃置和污染问题；同时采用新的设计思想在设备内部就地脱氯消除在燃烧过程中的高温氯腐蚀和二噁碤的排放问题。

本实用新型采用双级料腿循环流化床系统，将垃圾的热解、脱氯、燃烧、以及还原氮氧化物等过程在系统内进行分级治理。其实现的主要手段为采用双级料腿循环流化床系统。常规的循环流化床系统是将固体物料在上升管(即燃烧室)由高速气流携带经气固分离器(如旋风分离器)分离后，下降至料腿中再返回至上升管，本实用新型中的双级料腿循环流化床系统将料腿部分分成串联的两级，每级有其自己的气体出口。

本实用新型包括燃烧室、旋风分离器和料腿，其特征在于：燃烧室1的底部为布风板12，布风板12的下面有一风室8，风室8有一次风a1进口及炉膛排渣孔10：在燃烧室1的下部有辅助燃料C的进口，上部有二次风a2的进口，顶部有一与旋风分离器2相连的炉膛出口13；旋风分离器2的上部连接一对流烟道7，底部连接一第一级料腿3：料腿3的下部为一鼓泡床，其内设置换热器4，边部有一与第二级料腿5用气封连接的出口11，底部有料腿排渣孔9；第二级料腿5的下部为一鼓泡床，并有一与燃烧室1用气封连接相通的物料返回口15和垃圾燃料W的入口，上部有一氯吸附床6，吸附床6的顶部有一与燃烧室1相通的气体出口14。

目前应用流化床技术焚烧垃圾的主要问题是高温氯腐蚀和二噁碤的排放。而解决这些问题的关键是在垃圾中的氯化物随挥发分逸出后(主要为氯化氢)尽快地在其进入炉膛高温区前除去。石灰(Ca(OH)₂)或石灰(CaCO₃)是常用并较为经济的脱氯剂。当石灰或石灰石与氯化氢接触时其主要化学反应为：

           (R1)

    (R2)